納芯微推出車規(guī)級帶米勒鉗位功能的隔離半橋驅(qū)動NSI6602MxEx系列

納芯微正式推出車規(guī)級隔離半橋驅(qū)動芯片NSI6602MxEx系列，該系列在納芯微明星產(chǎn)品NSI6602基礎(chǔ)上，集成了米勒鉗位功能，同時(shí)兼具高隔離電壓、低延時(shí)、死區(qū)可配、欠壓閾值可選等特點(diǎn)，適用于驅(qū)動SiC、IGBT等器件，可廣泛應(yīng)用于新能源汽車OBC、DC/DC、主動懸架等場景。

NSI6602MxEx與NSI6602功能框圖對比

5A米勒鉗位功能助力半橋電路安全可靠

在實(shí)際應(yīng)用中，OBC/DCDC、工業(yè)電源、電機(jī)驅(qū)動等橋式電路的功率器件容易發(fā)生串?dāng)_行為，尤其伴隨著第三代功率器件如SiC和GaN的應(yīng)用，門極閾值電壓以及最大耐受負(fù)壓雙雙減小，使得抑制寄生導(dǎo)通的電壓裕量在不斷減小。在使用傳統(tǒng)半橋驅(qū)動芯片時(shí)，為了避免因米勒效應(yīng)引發(fā)的橋臂直通，通常需要調(diào)整驅(qū)動電路。

然而，在很多情況下，即使精心調(diào)整了驅(qū)動參數(shù)、正負(fù)供電電壓，以及優(yōu)化PCB柵極寄生參數(shù)，也難以同時(shí)將正負(fù)串?dāng)_控制在安全余量以內(nèi)。這不僅限制了碳化硅等器件性能的發(fā)揮，也可能帶來潛在的安全隱患。

開關(guān)過程中米勒效應(yīng)原理

納芯微推出NSI6602MxEx系列，為兩路半橋驅(qū)動電路集成5A能力的米勒鉗位功能，能夠?yàn)槊桌针娏魈峁┳钚∽杩贯尫怕窂?，有效抑制串?dāng)_電壓的抬升。NSI6602MxEx在NSI6602基礎(chǔ)上全副武裝，為SiC等器件的安全應(yīng)用保駕護(hù)航。

NSI6602MxEx米勒鉗位方案應(yīng)用分享

在使用SiC功率器件時(shí)，由于其高dv/dt特性，門極常常遭遇正負(fù)串?dāng)_電壓(Vswing)幅度超出門極開啟閾值(Vgsth)及負(fù)向耐壓極限(Vgs_min)的情況。這種串?dāng)_容易導(dǎo)致誤導(dǎo)通或器件損傷，是高性能驅(qū)動設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)。

常規(guī)驅(qū)動方案

如上圖常規(guī)解決SiC器件門極串?dāng)_方案所示，這些傳統(tǒng)手段雖然“理論可行”，但在高頻高壓的SiC應(yīng)用中仍難以同時(shí)達(dá)到低損耗與安全余量的雙重目標(biāo)。

下圖展示了某款SiC器件分別搭配NSI6602MxEx和傳統(tǒng)無米勒鉗位驅(qū)動芯片的對比測試結(jié)果。在相同驅(qū)動參數(shù)與layout條件下，NSI6602MxEx能顯著抑制正負(fù)Vswing，搭配適當(dāng)負(fù)壓關(guān)斷后，可將門極串?dāng)_壓制至安全范圍以內(nèi)。

不同器件的串?dāng)_擺幅Vswing對比波形

不同方案效果對比

更進(jìn)一步，對于部分 Ciss/Crss 優(yōu)化良好的器件，NSI6602MxEx 甚至無需負(fù)壓，也能實(shí)現(xiàn)串?dāng)_可控，極大降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

附 測試電路及上管開通關(guān)斷時(shí)刻下管測試波形

NSI6602MxEx測試電路

上管開通時(shí)刻下管測試波形

±10A輸出電流助力外圍電路精簡設(shè)計(jì)

NSI6602MxEx提供超強(qiáng)驅(qū)動能力，最大可輸出10A的拉灌電流，支持軌到軌輸出。無論是直接驅(qū)動更大柵極電荷（Qg）的功率管，還是在多管并聯(lián)的應(yīng)用中，與傳統(tǒng)方案相比，NSI6602MxEx無需額外添加緩沖器，即可實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)動，有效簡化外圍電路設(shè)計(jì)。此外，32V最大工作電壓，極限35V的最大耐壓，可以應(yīng)對更高的EOS沖擊，搭配精簡的驅(qū)動外圍設(shè)計(jì)，大幅提高了整個(gè)電路系統(tǒng)的可靠性。

可編程死區(qū)及多檔欠壓閾值助力設(shè)計(jì)靈活配置

NSI6602MxEx支持通過DT引腳進(jìn)行死區(qū)配置，通過調(diào)整下拉電阻可以靈活配置不同死區(qū)時(shí)間，此外還可以將DT引腳直接接到原邊VCC用來兩路驅(qū)動并行輸出；搭配DIS/EN兩種可選的使能邏輯，為終端應(yīng)用提供豐富的控制邏輯；另外，副邊電源欠壓UVLO設(shè)有8V，12V，17V三種選擇，適配于IGBT和SiC應(yīng)用中多種電源設(shè)計(jì)場景的欠壓保護(hù)。

NSI6602MxEx產(chǎn)品特性：

●   5700VRMS隔離耐壓，可驅(qū)動高壓SiC和IGBT

●   高CMTI：150 kV/μs

●   輸入側(cè)電源電壓：3V ~ 18V

●   驅(qū)動側(cè)電源電壓：高達(dá) 32V

●   軌到軌輸出

●   峰值拉灌電流：±10A

●   峰值米勒鉗位電流：5A

●   驅(qū)動電源欠壓：8V/12V/17V三檔可選

●   可編程死區(qū)時(shí)間

●   可選的正反邏輯使能配置

●   典型傳播延時(shí)：80ns

●   工作環(huán)境溫度：-40℃ ~ 125℃

●   符合面向汽車應(yīng)用的AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)

●   符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的封裝類型：SOW18，爬電距離>8mm

典型應(yīng)用電路

產(chǎn)品選型與封裝

NSI6602MxEx系列提供六種型號可選，具備豐富的使能邏輯配置和驅(qū)動電源欠壓值規(guī)格，靈活適配多種應(yīng)用場景。